海上平台开关柜绝缘在线监测系统研究与应用

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1、工业技术ScienceandTechnologyInnovation—Herald团一■一圜E疆譬l圃●一一-一海上平台开关柜绝缘在线监测系统研究与应用①李毅’李明刘伟向安霍斌(1．中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452；2．天津亿利科能源科技发展股份有限公司天津300384)摘要：为预防海上采油平台开关柜绝缘安全事故的发生，本文结合了暂态地电压、超声波以及光纤光栅测温检测技术，设计一套开关拒绝缘在线监洲系统。该系统实现了对开关柜的触点温度和局部放电状态进行实时监测并对其绝缘状态进行

2、评估，使设备维护实现了由“定期维修”转变为“状态维修”，大大节约了人力和长期维护成本。关键词：开关柜局部放电暂态地电压超声波光纤光栅中图分类号：TM854文献标识码：A文章编号：1674—098x(2013)10(a)一0057—03近年来，随着我国海上油气资源开发力压试验时立即击穿，但投入运行后在正常运件，尤其是快速暂态过电压的情况下，会引度的逐年加大，海上采油平台电力电缆绝缘行电压作用下会发生局部放电，使缺陷逐渐起故障。击穿、中低压开关柜节点触头烧毁等绝缘发展扩大，还可以使放电所产生的电荷在

3、固(5)绝缘子缺陷的影响。故障造成的安全事故屡有发生。以1990—体绝缘表面逐渐积累，导致电场分布严重(6)其它因素的影响。如机械振动、2001年为例，全国开关柜共发生事故1659畸变。影响海上平台开关柜局部放电的因组件的互相碰撞等外力作用，常使紧固件松次，其中仅绝缘造成的事故就有626次，占素主要有以下几点。一动、元件变形和损伤。故障总数的38％⋯。开关柜直接承担着油气(1)微粒及异物的影响。现场安装条件本文根据海上平台开关柜常见失效形生产、集输、人员生活等各项工作的正常操所致设备内部的微粒及

4、异物，在电压作用式，提出了一种绝缘在线监测诊断系统，将作和运行，一旦发生绝缘故障，不仅影响电下获得电荷并发生移动，能在接地外壳和局部放电与光纤光栅温度监测技术相结力设备寿命，严重时会造成停产、爆炸甚至高压导体之间跳动，从而发生局部放电。合，对开关柜的触点温度和局部放电状态泄漏事故，对人员生命和海洋生态环境造(2)接触不良的影响。一方面，自由微粒进行实时监测，并对其绝缘状态进行评估，成极大影响，也为石油生产企业带来巨大附着主触头表面使接触电阻增大，而发热为海上平台电力设备的安全运行和状态管的经济损

5、失。烧损。另一方面，随着设备长时间运行，在理提供维修基础。研究表明，绝缘介质在发生击穿前都电弧的作用下主触头易发生烧损。会产生局部放电，因此局部放电是设备绝(3)潮湿的影响。海上平台的突出特点1开关柜绝缘在线监测系统设计缘缺陷的重要征兆和表现形式。这些缺陷为湿度和盐度较高，当温度下降时水蒸气1．1绝缘局放监测系统的设计通常比较微小和隐蔽，不足以导致在工频耐出现的凝露，结合其他混合物会影响介质1．1．1暂态地电压TEV检测技术表面的导电性，促使介质老化或直接引发故依据海上平台开关柜局部放电特点，障

6、。研究采用TEV传感器对开关柜局部放电进(4)高压导体尖刺的影响。这些尖刺形行实时在线监测。开关柜局部放电信号高^成绝缘气体中的高场强区，在快速暂态条频、低幅值及瞬时性的特点决定了传统的{匿馨搬帛(xi0,~tt=)图1原始超声波信号的频谱图2l{i一⋯⋯

7、==二⋯二——⋯￡⋯，一lllIl自瞪删I珏曼l1一光纤，2一布拉格光栅，3一陶瓷。4一高压绝缘层图2光纤光栅温度传感器结构图3系统光电流程图①作者简介：李毅(1975一)，男，河北深州市，本科，高级工程师，研究方向为设备设施完整性管理，包括

8、设备选型、运行维护、检测检验、风险评估等。Email：l：y：4@cnooc．corn．cn。詹燕民(1979一)，男，浙江，本科，中级工程师，研究方向为装备管理。Email：zhangm@cnooc．com．cn。刘伟(1982一)，男，山东济南，本科，助理工程师，研究方向为光纤及光纤传感技术，油气储运设备腐蚀防护及检测、结构安全监测等。Email：liu．wei@etechoil．corn。李再春(198O一)，男，河北石家庄，硕士，中级工程师，研究方向为光纤传感技术，油气储运设备腐蚀防护及

9、检测、结构安全监测等。Email：li．zaichun@etechoil．corn向安(1977一)，男，湖南长沙，硕士，中级工程师，研究方向为油田化学、油田微生物技术、腐蚀检测、油田污水处理、硫化氢治理等技术研发。Email：Xiang．all@etechoil．com。科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald57llj{jillIlI8l；圃。2i013—NO．28。。。．。．。。。。。。工业技术∞延蓦连-兰骢辎麓鹾蓉渲ScanTtme(h)图43